
随着3D打印技术的发展,其可以应用的方面越来越多,无论是在民用上还是在军事上,都打开了自己的市场。而今天这项技术还将在医学上大展身手,帮助人类解开疾病的秘密。
我们已经可以知道,细菌是一种群居生物。它们通过互相的作用集合在一起,形成了大小不一,形状不定的细菌群落,也正是这个特性,当我们的抗生素打击一种细菌的时候,可能会导致其他几种细菌产生抗药性,从而当我们再次使用抗生素的时候,它们的抗药性就会让抗生素失效。而真正致命的是当这个细菌群落越滚越大的时候,其表面会形成一层作用类似水泥的胶状生物膜。
这个生物膜不仅具有很强的抗药性,而且连人类的免疫系统都拿它没有太大的办法。那么细菌群落到底由多少细菌组成呢?打个比方,牙医从你的牙齿上剥下的一点牙菌斑,就包含有几十种细菌,而且他们之间相互作用,形成了强大的保护层。
对于这种细菌群落,最让医生头疼的是他们聚积在呼吸系统里,特别是囊性纤维化患者的肺里。当医生对患者采用抗生素进行治疗的时候,抗生素可以阻断部分细菌进入患者的肺部,从而避免肺部感染。但是这些生物膜在抗药性的环境中生存下来,里面的细菌最后变异成新的细菌,从肺部里面爆发出来,这就足以置人于死地。所以我们可以看得出来,了解生物膜和细菌群落是如何防御抗药性的就至关重要,但是想要解决这个问题却并不简单,让不少研究者都望而生畏。
直到3D打印技术的出现,研究者仿佛看到了一丝曙光。他们首先将多个细菌群落植入到明胶中,然后利用3D打印技术快速让其成型,当然,对于形状并没有进行设定,而是随机进行的,最后对明胶进行快速冷却。随后又将指定的细菌放入另外的明胶中,并且将这个多孔明胶进行密封,保证其能够快速的生长。最后通过激光技术将两块明胶进行融合,让它们有机会能够进行互相作用。这样就能够有效的观察细菌间是如何“抱团取暖”,而抗生素又是如何大败而归的。
研究人员先进行了前期检测,他们采用了最普遍的一种金黄色葡萄球菌,它经常造成食物中毒和皮肤感染。而在黄色葡萄球菌的表面,选择用铜绿假单胞菌和假单胞菌进行测试。接下来,研究人员将抗生素氨苄青霉素暴露于藏有这三种细菌的明胶上,结果跟假单胞菌抱团的金黄色葡萄球菌有80%都抵挡住了抗生素的侵袭,而没有跟假单胞菌抱团的金黄色葡萄球菌只有40%存活了下来,由此可见,假单胞菌和金黄色葡萄球菌形成的化合物可以有效抵抗氨苄青霉素。
由此我们可以预见,这项技术未来的适用范围将非常广阔,特别是在医学上,它将破解很多的难题。届时我们就能够了解病理,让患者摆脱疾病的困扰。(科幻星系/文)
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